未來電從天上來

太陽是地球乃至整個太陽系取之不盡的核心能源系統。隨著地球傳統能源面臨枯竭，太空電站或將成為21世紀解決能源問題的重要途徑。太空電站，簡而言之，就是把地面的太陽能發(fā)電裝置搬到太空去，在“天上”將太陽能轉化為電能，再通過無線能量傳輸方式送到地面。

據報道，科學家正探索在太空利用太陽能發(fā)電并傳輸回地球的方法并取得突破性進展。如果這項“隔空傳電”技術成熟，人類離太空電站將更近一步。

據估算，每平方米太陽能電池在中國西北地區(qū)的最高發(fā)電功率約為0.4千瓦，在平流層為7-8千瓦，而在地球同步軌道上，發(fā)電功率可達10-14千瓦。即便電能在多次轉換過程中有所損耗，太空發(fā)電的整體效率仍非常可觀。

美國科學家研發(fā)出一種“光伏射頻天線模塊”，用于發(fā)電和能量轉換。2021年1月，科學家已驗證這項技術在軌測試結果優(yōu)于地面測試效果，計劃于2023年進行空間段到地面段的電力傳輸演示。

太空電站不受天氣和緯度等自然因素影響，可大規(guī)模收集、轉換和利用太陽能，發(fā)電量與地面核電站相當。不僅如此，從太空中獲取的電能通過無線方式傳輸到世界各地，不依賴大規(guī)模電網，可對偏遠地區(qū)、受災地區(qū)以及重要設施等進行定向供電或移動供電。

比如，假若有了太空電站，電動車就無須再四處尋找充電樁，可以隨時隨地進行移動充電。

不過，建造太空電站還需要攻克多重技術難題。例如，單個太空電站的面積至少相當于1400個足球場，發(fā)電功率為兆瓦級，使用壽命須達到30年以上。要建造這么宏大的空間系統，在材料、運載、航天器控制、在軌組裝及維護等不少關鍵領域仍有待突破。同時，高昂成本和安全隱患也要考慮在內。

不過，作為一種高效又環(huán)保的發(fā)電方式，太空電站仍被許多國家看好。英國政府已委托有關部門對太空電站展開研究，日本科學家也在試驗將電能轉換為能量波傳輸到地表的方式。中國首個太空電站實驗基地已于2018年在重慶啟動，還提出了實現太空電站目標的技術路線圖，有望成為世界首個建成有實用價值太空電站的國家。